Forum R3M

В этой теме предлагаю рассмотреть построение фазированной антенной системы.
Есть желание спроектировать и изготовить систему из нескольких антенн.
Проект открыт для предложений и дискуссии.


Эксперимент первый
Прикрепил пару кронштейнов на забор для двух штырей на 14 мГц.
Основой для штырей послужат удочки (спасибо Николаю R3MD).
Для тестирования потребовалось собрать специфичный приемничек (в этом месте благодарю Андрея R3MAV за синтезатор и Михаила RV3MP за оперативно изготовленную печатную плату).
Приемник собрал. Дальнейшее развитие событий слегка притормозилось из-за меня, верней сделанных мной ошибок при проектировании устройства.
Долго воевал рычанием и улюлюканьем синтезатора, просил даже Андрея упростить программу.
Позднее разобрался, все эти нехорошие звуки пролазили по цепям питания.
Сейчас разделяю питание: у синтезатора - будет персональный линейный стабилизатор напряжения.
Сначала удалось услышать "голос Китая из Пекина" на русском языке, а за ним и наладить прием на любительских диапазонах.
Продолжение следует...

Закрепленная удочка в сложенном состоянии. В развернутом состоянии будет поддерживать антенну в вертикальном положении.

Пока занимаюсь со своим "специфичным приемничком". Пришлось отказаться от синтезатора на si5351, применявшегося в качестве гетеродина.
Все таки он шумит (гудит, рычит...). Несущая от него не идеальна. Пришлось отложить синтезатор и достать Генератор сигналов Г4-102.
Эксперимент акустическому восприятию фазовой разницы сигналов продолжается. Выводы чуть позже....

Следующий эксперимент - сложении сигналов от нескольких антенн для усиления приема и передачи в определенном направлении.
На каких частотах будем проводить опыты? На УКВ можно поднять на мачту антенну состоящую из 10 и из ... 200 элементов и добиться невероятного коэффициента усиления. А на коротких волнах сложно представить антенну на мачте состоящую из 5 ... 10 элементов. Как вариант, можно установить несколько мачт (антенн), разнесенных в пространстве. Определенным образом складывать сигналы от этих антенн и получить усиление в нужном направлении.

Цель: получить (построить) фазированную антенную систему для диапазона 1,9 .... 14 мГц и оценить её эффективность.
Рассмотрим принцип эксперимента для случая из двух антенн.
Длина "кабеля А" равна длине "кабеля Б"
В этом случае сигналы приходящие со сторон перпендикулярных экрану сложатся и мы получим усиление с этих сторон.

Если нам нужно принять сигнал с правой стороны, то можно удлинить кабельную линию справа настолько, чтобы сигналы одновременно пришли на сумматор (совпали по фазе). Произойдет сложение и получится усиление с правой стороны.

Теперь рассмотрим шесть антенн, расположенных по окружности, вокруг приемника. Ситуация изображена на картинке (вид сверху). Если нам нужно принять сигнал справа, то удлиняем кабели от правых антенн больше чем от "средних". Добиваемся одновременного совпадения фаз принимаемого сигнала от всех антенн на входе сумматора-приемника (на схеме ПРМ). В этом случае в получается 6 активных элементов в фазированной антенной решетке.

А если нужно принять сигнал слева то что нужно сделать?
Удлинить кабели с левой стороны.

Ну на СВЧ эта идея широко используется в антеннах синтезирующих апертуру. Как на КВ это будет работать, будем ждать результатов

На СВЧ размеры в сантиметрах, миллиметрах.... Если, как в обозначено в

R3MAZ писал(а): ↑07 янв 2021, 00:49 Цель: получить (построить) фазированную антенную систему для диапазона 1,9 .... 14 мГц

, делать до 1,9 мГц, то длины кабелей для задержки сигнала будут достигать 70 метров (пол длины волны). А ещё длины основные от антенн до приемника. На 14 мГц система получается существенно меньше в размерах.
Михаил прислал видео позиции R7AB, на которой видны 8 SQ на 160m и вторая система 8SQ на 80m

На видео в ссылке (в предыдущем сообщении) Штыри четверть волновые, расположены строго симметрично равноудалено. Каждая синфазная система максимально эффективна для своего диапазона(одна на 160м, вторая на 80м).
Предлагаю рассмотреть мобильный вариант синфазной антенной решетки.
В наших условия не всегда можно найти столь идеальные условия (ровные поля, место для симметричного развертывания антенн).
Скорее всего придется с помощью угломера (теодолита) и лазерного дальномера вычислять координаты фактического расположения антенн.
Заносить координаты в программу.
Программа должна учитывать фактическое расположение штырей и выдавать команды аппаратуре, обеспечивающей индивидуальные задержки сигнала для каждого штыря (антенны).
Ну и антенна должна быть, по возможности, максимально эффективной на том диапазоне, на котором в данную секунду работает система.
Эффективность антенны предлагаю достигать конструкцией антенны и индивидуальным согласующим устройством.
Рисуем блок-схему на 8 антенн с условными обозначениями:
ЛЗ-1,... ЛЗ-8 индивидуальные линии задержки антенн
СУ-1,...СУ-8 согласующие устройства
Сумматор - складывает сигналы от 8 антенн, и он же Делитель на 8, если трансивер работает на передачу.